点阵屏显示原理及实验详解.docx

1、点阵屏显示原理及实验详解标题：LED点阵屏学习攻略 共享资料LED点阵屏学习攻略 在经历了将近一个学期断断续续的点阵屏学习后，最后终于在AVR平台下完成了128*32点阵屏的无闪烁显示。现把整个学习过程总结如下：无论是51单片机还是AVR单片机，点阵屏的显示原理是一样的，所以首先从51讲起。说明：以下所有试验如无特殊说明均在Keil uVision3 + Proteus 6.9 SP5下仿真完成。一基于51的点阵屏显示：（1）点亮第一个8*8点阵: 1.首先在Proteus下选择我们需要的元件，AT89C52、74LS138、MATRIX-8*8-GREEN(在这里使用绿色的点阵)。在Prot

2、eus 6.9中8*8的点阵总共有四种颜色，分别为MATRIX-8*8-GREEN，MATRIX-8*8-BLUE，MATRIX-8*8-ORANGE ，MATRIX-8*8-RED。在这里请大家牢记：红色的为上列选下行选；其它颜色的为上行选下列选！而所有的点阵都是高电平选中列，低电平选中行！也就是说如果某一个点所处的行信号为低，列信号为高，则该点被点亮！此结论是我们编程的基础。 2.在选择完以上三个元件后，我们开始布线，具体如下图：这里P2是列选，P3连接38译码器后作为行选。选择38译码器的原因：38译码器每次可输出相应一个I/O口的低电平，正好与点阵屏的低电平选中行相对，并且节省了I/O

3、口，大大方便了我们的编程和以后的扩展。3.下面让我们把它点亮，先看一个简单的程序：（将奇数行偶数列的点点亮，效果如下图）下面是源代码：/*8*8LED点阵屏显示*/#includevoid delay(int z) /延时函数 int x,y; for(x=0;xz;x+) for(y=0;y110;y+);void main() while(1) P3=0; /行选，选择第一行 P2=0x55; /列选，即该行显示的数据 delay(5); /延时 /*下同*/ P3=2; /第三行 P2=0x55; delay(5); P3=4; /第五行 P2=0x55; delay(5); P3=6;

4、 /第七行 P2=0x55; delay(5); 上面的程序实现了将此8*8点阵的奇数行偶数列的点点亮的功能。重点让我们看while循环内，首先是行选P3=0，此时38译码器的输入端为000，则输出端为01111111，即B0端为低电平，此时选中了点阵屏的第一行，接着列选我们给P2口赋0x55,即01010101，此时又选中了偶数列，紧接着延时。然后分别对第三、五、七行进行相同的列选。这样就点亮了此点阵屏奇数行偶数列交叉的点。完成这个程序，我们会发现其实点阵屏的原理是如此简单，和数码管的动态显示非常相似，只不过换了一种方式而已。4.完成了上面的点亮过程，下面我们让这个8*8的点阵屏显示一个汉字

5、：“明”先看效果图：源代码如下：/*8*8LED点阵屏显示*/#includechar code table=0x0f,0xe9,0xaf,0xe9,0xaf,0xa9,0xeb,0x11; /明 字编码 void delay(int z) /延时函数 int x,y; for(x=0;xz;x+) for(y=0;y110;y+);void main() int num; while(1) /循环显示 for(num=0;num8;num+) /8行扫描 P3行选，P2列选 P3=num; /行选 P2=tablenum; /列选 delay(5); /延时 因为要显示一个汉字，这里我们使用

6、了一个数组table 来存储该字的编码，重点还是来看while循环，首先在for循环内完成对8*8点阵屏的8行依次扫描。我们来分析第一行的情况即num=0的时候，首先P3=0，选中第一行，然后P2=table0，即P2等于table数组中第一个数据0x0f，则此时就点亮了第一行相应的点。接着延时，其他行同理。这样我们就完成了一个最简单汉字的显示。（2）16*16点阵的显示原理 1.虽然完成了上面8*8点阵的显示，但是由于点的数量太少以至于它的显示效果并不是很理想，事实上现在大部分点阵的汉字都是16*16显示的，下面让我们来学习16*16点阵的显示。和上面一样我们先选择元件：AT89C52，74

7、LS138,，MATRIX-8*8-GREEN，因为要显示16*16的汉字，我们就不能再使用一个38译码器进行行选了，这里我们用两个38译码器组合成一个4选16的译码器（当然也可以使用74159）。而MATRIX-8*8-GREEN点阵需要4个。完成后如下图：2.先来看看4选16的译码器是如何工作的，这里有4个输入端a、b、c、d，16个输出端H0H15，如上图连线后即可完成类似于38译码器一样的工作。只不过扩展到了16行选。关于连线的原理这里不再赘述，只要明白38译码器的原理这个可以轻松理解。接着完成全部布线。如下图所示：3.连好线后，P1作为行选，P2、P3一起作为列选。现在16*16的点

8、阵被分成两块并不完整的部分，我们可以整体移动（包括点阵屏、连线以及连接点，）来方便我们观察显示的效果（最好同时去掉仿真中电平的指示灯）。接着我们来看一个程序，还是让此点阵屏显示一个汉字：“明”。先看效果图：源代码如下：/*16*16LED点阵屏显示*/#includechar code table=0x00,0x20,0x20,0x7F,0x7E,0x21,0x22,0x21, 0x22,0x21,0x22,0x3F,0x3E,0x21,0x22,0x21, 0x22,0x21,0x22,0x3F,0x3E,0x21,0x22,0x21, 0x80,0x20,0x80,0x20,0x40,0x

9、28,0x20,0x10; / “明” void delay(int z) int x,y; for(x=0;xz;x+) for(y=0;y110;y+);void main() int num; while(1) for(num=0;num16;num+) P1=num; /行选 P2=table2*num; /列选 P3=table2*num+1; /列选 delay(2); 4.先来看这次使用的table数组，因为是16*16的点阵，所以总共有32个数据，其中第1、2个数据用于第一行的显示，第2、3个数据用于第二行的显示，以此类推，总共16行。然后还是来看while循环内，同样for循

10、环依次扫描16行，以第一行为例，即num=0时，首先P1=0，选中第一行，P2=table0、P3=table1送出列选数据，即第一行要显示的两个字节的数据。其他行同理。这样很轻松的我们就完成了16*16点阵的显示。程序虽然完成了，但是回过头来看一看就会发现，我们在这里使用了P2与P3口一起来做列选，浪费了大量的I/O/资源，而且现在点阵屏的大小还只有16*16，如果想要扩展的更大，已经没有足够的I/O口可用了。所以一定要想出更好的办法进行列选。5.为了解决上面提到的问题，我们来学习一个新的元件：74HC595。它实质上是一个串行移位寄存器，能够实现“串入并出”的功能，关于它的使用我们还是用上

11、一个列子来讲解，先来看看它的实现，如图：可以看到这里我们仅使用了三个I/O口就完成了列选数据的发送。主要来看74HC595是如何实现“串入并出”的，这里我们使用了两个595进行了级联，即第二个595的数据输入端连接了第一个595的级联输出口Q7。也就是说，我们只需要从第一个595的输入端串行输入数据，便可以实现把数据送入第二个595的功能。而且595的数量可以进行无限的级联，而不管有多少个595，我们只需要一个数据输入端就可以，这样就大大节省了I/O资源。对于595的具体使用还是来看程序。源代码如下：/*16*16LED点阵屏显示*/#includesbit R=P20; /数据输入端口 sb

12、it CLK=P21; / 时钟信号 sbit STB=P22; / 锁存端 char code table=0x00,0x20,0x20,0x7F,0x7E,0x21,0x22,0x21, 0x22,0x21,0x22,0x3F,0x3E,0x21,0x22,0x21, 0x22,0x21,0x22,0x3F,0x3E,0x21,0x22,0x21, 0x80,0x20,0x80,0x20,0x40,0x28,0x20,0x10; / “明” void delay(int z) int x,y; for(x=0;xz;x+) for(y=0;y110;y+);void WriteByte(c

13、har dat) /写一个字节的数据 char i; for(i=0;i1; /右移一位，取出该字节的最低位 R=CY; /将该字节的最低位传给R CLK=0; /将数据移入595，上升沿 CLK=1; void main() int num; while(1) for(num=0;num1，把要输入的数据右移一位，这样最低位便进入移位寄存器CY中，紧接着我们让R=CY，把该位传给595的输入端，CLK一个上升沿的跳变就实现了把该位数据移入595的功能。8次循环便可以将一个字节的数据送出。重点还是看while循环内，同样也是16行的扫描，然后就是WriteByte（table2*num）等同于

14、上面的P2=table2*num，WriteByte(table2*num+1)等同于P3=table2*num+1，完成列选，接着行选，然后有一个STB的下降沿的跳变，这个变化能够实现并行输出移位寄存器中的数据。这样就完成了整个过程。（3）16*16点阵的移位控制 点阵的移位一般有上、下、左、右的移动，这里我们重点讲上移和左移，其它同理。1. 点阵的上移：点阵的上移相对来说很简单，看效果图如下：源代码：（该程序实现了循环上移显示“邢台”）/*16*16LED点阵屏显示*/#includesbit R=P20; /数据输入端口 sbit CLK=P21; / 时钟信号 sbit STB=P22

15、; / 锁存端 char code table=/*- 文字: 邢 -*/*- 宋体12; 此字体下对应的点阵为：宽x高=16x16 -*/ 0x00,0x00,0xFE,0x3E,0x48,0x22,0x48,0x22, 0x48,0x12,0x48,0x12,0x48,0x0A,0xFF,0x13, 0x48,0x22,0x48,0x42,0x48,0x42,0x48,0x46, 0x44,0x2A,0x44,0x12,0x42,0x02,0x40,0x02,/*- 文字: 台 -*/*- 宋体12; 此字体下对应的点阵为：宽x高=16x16 -*/ 0x40,0x00,0x40,0x00

16、,0x20,0x00,0x10,0x04, 0x08,0x08,0x04,0x10,0xFE,0x3F,0x00,0x20, 0x00,0x08,0xF8,0x1F,0x08,0x08,0x08,0x08, 0x08,0x08,0x08,0x08,0xF8,0x0F,0x08,0x08,; void delay(int z) int x,y; for(x=0;xz;x+) for(y=0;y110;y+);void WriteByte(char dat) /写一个字节的数据 char i; for(i=0;i1; /右移一位，取出该字节的最低位 R=CY; /将该字节的最低位传给R CLK=0

17、; /将数据送出，上升沿 CLK=1; void main() int num,move,speed; while(1) if(+speed8) /移动速度控制 speed=0; move+; /移位 if(move16) /是否完成移位一个汉字 move=0; /从头开始 for(num=0;numtempyid) | (BUFFs+1(8-tempyid)。这里temp作为要发送的一个字节数据，它由数据缓冲区中的数据组合而成，并且动态的变化，大致来说就是首先第一个字节的数据右移tempyid位，第二个字节的数据左移8-tempyid位，两者相或后组成一个字节新的数据，只要我们一直不断地移位

18、、相或、发送，就能实现左移的效果。不太好理解，先来看实例（循环左移显示“邢台学院”），效果图如下：见源代码：#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar yid,h; /YID为移动计数器，H为行段计数器 uint zimuo; /字模计数器 uchar code hanzi; /汉字字模 uchar BUFF4; /缓存void in_data(void); /调整数据void rxd_data(void); /发送数据void sbuf_out(); /16段扫描 uchar code table=/篇幅有限，省略编码;void main(void)uchar i,d=10;yid=0;zimuo=0; while(1) while(yid16) /数据移位。 for(i=0;i=96) /到最后从头开始，有字数决定 zimuo=0; /*/void sbuf_out() for(h=0;h16;h+) /16行扫描 in_data(); /调整数据 rxd_data(); /串口发送数据 P1=0x7f; /关闭显示。 P1_7=1; /锁存为高，595锁存信号 P1=h;